Плуги общего назначения используют для обработки почвы на глубину 18-35 см при возделывании зерновых, зернобобовых, технических культур, а также трав. Вспашка лемешными плугами может быть свально-развальной либо гладкой. Для свально-развальной вспашки на плугах монтируют правоотваливающие корпуса. Схема их размещения аналогична как для лемешных лущильников, так и для навесных, полунавесных и прицепных плугов. Размещение корпусов на раме последовательное со смещением на ширину захвата b в сторону от непахотного слоя (см. рисунок ниже) с некоторым перекрытием Δb = 25-75 мм, которое при незначительных отклонениях плуга от прямолинейного движения способствует полному подрезанию пласта.
Схема навесного плуга общего назначения:
1 – Рама; 2 – Корпус; 3 –Предплужник; 4 – Дисковый нож; 5 – Опорное колесо; 6 – Подвеска.
Расстояния l между корпусами (по ходу плуга) должны позволять устанавливать предплужники, при этом плуг не должен забиваться растительными остатками и почвой. Обычно расстояние l принимают равным (2,0-2,2)b. У плугов с шириной захвата корпуса b=35 см l=75 см, при b=40 см l=80 см.
Глубину вспашки регулируют опорным колесом. Оптимальной регулировка считается тогда, когда ось колеса в продольной плоскости удалена от носка переднего корпуса на одну треть расстояния между носками лемехов переднего и заднего корпусов.
Навесные плуги агрегатируют с тракторами посредством сцепок либо навесок.
Навесные устройства плугов:
а) – Замок автосцепки; б) – Рамка; в) – Навеска; 1 – Замок; 2, 11 – Раскосы; 3 – Рукоятка; 4 – Щека; 5, 8 – Пальцы; 6 – Рамка; 7 – Собачка; 9 – Стойка; 10 – Болт; 12 – Кронштейн.
В состав автосцепки входят замок с роликом и рамка. Замок имеет вид треугольной рамки, выполненной из профиля коробчатого сечения, в которую входит рамка автосцепки. Замок жёстко зафиксирован на плуге. Рамка закреплена к нижним рычагам гидравлической навески трактора пальцами, а к верхней тяге щекой. В рабочем состоянии рамка и замок фиксируются подпружиненной собачкой, которую можно вывести из зацепления с рамкой рукояткой, связанной тросом с кабиной трактора.
Используя автосцепку, тракторист может соединить либо разъединить плуг с трактором, не покидая кабины трактора. Плуги и прочие навесные сельскохозяйственные орудия снабжают автосцепками различных размеров и прочности в зависимости от массы орудия и его габаритных размеров.
В состав навески плуга входят две поперечные стойки и раскос, соединённые болтом. Поперечные стойки прикреплены к кронштейнам, которые в свою очередь соединены болтами с поперечной балкой рамы плуга. Нижние тяги механизма навески трактора надевают шаровыми втулками на пальцы, а верхнюю тягу соединяют с раскосом. В зависимости от числа корпусов плуга и марки трактора кронштейны можно устанавливать в различных точках на поперечной балке плуга таким образом, чтобы передний корпус захватывал пласт такой же ширины, как и остальные.
Прицепные и полунавесные плуги отличаются от навесных размещением колёс и их числом. Прицепные плуги снабжены тремя колёсами: бороздным, полевым и задним. Бороздное колесо устанавливают на расстоянии 3-4 см от стенки борозды и как можно ближе к переднему корпусу, но так, чтобы оно не препятствовало отваливанию пласта. Полуось полевого колеса размещают как можно ближе к полуоси бороздного колеса. Заднее же колесо обычно располагают с наклоном 70-80 градусов к горизонтали, чтобы уменьшить тяговое сопротивление и разгрузить полевую доску заднего корпуса. На каждое колесо должно приходиться порядка 30-35% веса плуга.
Полунавесные плуги зачастую снабжают парой колёс: опорным полевым и задним бороздным. Назначение опорного колеса аналогично навесному плугу, а заднего – прицепному. В продольной плоскости ось опорного колеса располагают между первым и вторым корпусом.
Для ликвидации развальных борозд и свальных гребней, которые занимают от 6 до 15 % общей площади пашни и требуют существенной дополнительной обработки поля используют так называемую гладкую вспашку. Для данной вспашки применяют плуги, снабжённые двойным числом рабочих органов (право- и левооборачивающих): оборотные – получившие наибольшее распространение; секционные, клавишные и балансирные. Основными недостатками плугов с двойным числом рабочих органов являются: громоздкость, большая металлоёмкость, сложность устройства механизмов для попеременного включения право- и левооборачивающих корпусов. Помимо этого, вспаханное поле не получается совсем гладким, так как при первом проходе образуется свальный гребень, а при последнем – развальная борозда.
Гладкая вспашка может быть произведена плугами, которые могут выполнять полный (на угол в 180 градусов) оборот пласта в собственной борозде. Существуют конструкции подобных плугов с симметричным и несимметричным расположением рабочих органов, которые характеризуются шеренговым (фронтальным) расположением рабочих органов, поэтому их длина не зависит от ширины захвата.
Фронтальный плуг может состоять из одной или нескольких секций (технологических модулей), каждая из которых способна работать самостоятельно. Основные рабочие органы каждой секции представляют собой зеркальное отображение органов другой секции. Рабочие органы оборотных плугов функционируют попеременно, в то время как все рабочие органы секции фронтального плуга работают одновременно.
Схема модуля фронтального плуга:
1 – Крайние ножи; 2, 4 – Соответственно лево- и правооборачивающий корпуса; 3 – Заплужник; 4 – Центральный нож.
Крайние ножи отделяют полосу, захватываемую секцией, от остального массива поля, а центральный нож разрезает её на две равные части. Основные корпуса подрезают пласты в горизонтальной плоскости, а затем поворачивают их навстречу друг другу. Далее после поворота пластов на угол, примерно равный 90 градусам, на них начинают воздействовать рабочие поверхности заплужников. Рабочие поверхности заплужника и основных корпусов поворачивают пласты на угол в 150-160 градусов, затем оборот пласта продолжается, но уже под действием силы тяжести. Вследствие этого пласты оказываются перевёрнутыми на угол в 180 градусов и уложенными на дно их собственных борозд дёрном вниз.
Ширина захвата фронтального плуга может быть аналогична ширине захвата одной либо нескольких секций в зависимости от тяговых возможностей и типа трактора, с которым агрегатируют этот плуг.
Расположение рабочих, а также вспомогательных рабочих органов у плугов специального назначения (лесных, садовых, плантажных), такое же, как и плугов общего назначения. Некоторыми особенностями обладают лишь ярусные плуги, которые применяют для коренного улучшения подзолистых и солонцовых почв, а также для подготовки почвы под технические и пропашные культуры, требующие глубокой вспашки. Они производят послойную вспашку, разделяя обрабатываемый горизонт на 2 или 3 слоя и обрабатывая каждый слой таким образом, что изменяется их взаимное расположение.
Получившие наибольшее распространение трёхъярусные плуги в определённой мере считаются универсальными, так как при соответствующей комплектации их можно применять и для двухъярусной вспашки.
Трёхъярусный плуг:
1, 2, 3 – Корпуса соответственно первого, третьего и второго ярусов; 4 – Рама; 5 – Прицеп для борон; 6 – Навеска; 7 – Колесо; 8 – Выносная балка; 9 – Нож.
Трёхъярусный односекционный плуг состоит из рамы, трёх корпусов, опорного колеса и черенкового ножа. Каждый из корпусов обрабатывает определённый горизонт. Корпус первого яруса смонтирован в передней части плуга и отвечает за обработку верхнего (плодородного) слоя. Корпус второго яруса за ним в одной борозде, но на большей глубине, обрабатывая солонцовый горизонт. У этих корпусов лемешно-отвальная поверхность культурная. Корпус третьего яруса смещён вправо на ширину захвата плуга. Он имеет необорачивающую коническую отвальную поверхность и отвечает за обработку подсолонцового горизонта.
Плуги для вспашки каменистых почв комплектуются гидропневматическими предохранителями, которые смонтированы на каждом корпусе. Они способны обрабатывать почвы, чьё удельное сопротивление достигает 0,1 Мпа. Данные плуги выпускают в полунавесном и навесном вариантах.
Плуг с гидропневматическим предохранителем:
1 – Гидроцилиндр; 2 – Маслопровод; 3 – Манометр; 4 – Гидропневматический аккумулятор; 5 – Газовая камера; 6 – Поршень; 7 – Вентиль; 8 – Обратный клапан; 9 – Рама; 10 – Опорное колесо; 11 – Корпус.
На схеме выше представлен плуг с гидропневматическим приводом. На раме плуга смонтированы корпуса, гидроцилиндры, гидропневматический аккумулятор, опорное колесо и магистраль гидросистемы. В основе корпуса колеса лежит изогнутый грядиль, изготовленный из полосовой высококачественной стали. Его передний конец соединён пальцем с кронштейном рамы. Для крепления плунжера гидроцилиндра к грядилю приварены две щеки, а на присоединённом посредством болтов башмаке установлены отвал полувинтового типа, лемех с накладным долотом и полевая доска. Корпус оборудован углоснимом для более полного оборота пласта. Опорное колесо на пневматической шине (с винтовым механизмом регулирования) отвечает за поддержание глубины вспашки.
В состав гидропневматического предохранителя плуга входят гидроцилиндры, гидропневматический аккумулятор, манометр и маслопроводы с запорной аппаратурой.
Гидропневматический аккумулятор отвечает за поддержание в гидросистеме заданного рабочего давления, а также аккумулирует энергию во время наезда корпусов на препятствие и обеспечивает их автоматическое заглубление сразу после преодоления препятствия. Он имеет вид закрытого цилиндрического сосуда, разделённого на газовую и масляную камеры плавающим поршнем. Газовая камера заполнена сжатым азотом (начальное давление 6 МПа). Масляная камера связана магистралью с гидроцилиндрами и гидросистемой трактора.
Как только аккумулятор заполнится сжатым газом, гидросистема плуга через вентиль и обратный клапан подключается к гидросистеме трактора и заполняется маслом под давлением, которое превышает давление инертного газа. Вспашку почв средней твёрдости производят, предварительно установив давление масла в гидросистеме в пределах 6,5-8,5 МПа, для тяжёлых почв – 8,5-10 МПа.
Во время наезда одного из корпусов на камень он поднимается, при этом его грядиль перемещает плунжер гидроцилиндра, который в свою очередь вытесняет масло в аккумулятор, повышая при этом его потенциальную энергию, благодаря сжатию азота. Как только препятствие пройдено, корпус возвращается в рабочее положение и грядиль прижимается к опорной раме.
Устойчивая работа плуга в различных почвенных условиях обеспечивается совместной работой гидропневмоаккумулятора с гидросистемой трактора.